Pulfrichův efekt - Pulfrich effect

Pulfrich efekt je psychofyzické vjem , kde boční je pohyb objektu v zorném poli vykládá zrakové kůry jako mající hloubkovou složku, v důsledku relativního rozdílu v časování signálu mezi oběma očima.

Přehled

Účinek je obecně vyvolán umístěním tmavého filtru na jedno oko, ale může se také objevit spontánně u několika očních onemocnění, jako je katarakta , optická neuritida nebo roztroušená skleróza . V takových případech byly hlášeny příznaky, jako jsou potíže s posuzováním cest protijedoucích vozidel. Tento fenomén je pojmenován podle německého fyzika Carla Pulfricha , který jej poprvé popsal v roce 1922. Efekt byl využíván jako základ pro některé televizní, filmové a herní 3D prezentace.

Demonstrace

Představte si kameru, která začíná v poloze X a pohybuje se doprava do polohy Y. Pokud divák sleduje tento segment s tmavým objektivem přes levé oko, pak když pravé oko vidí obraz zaznamenaný, když je kamera v Y, levé oko bude pár milisekund pozadu a bude stále vidět obraz zaznamenaný v X, čímž vytvoří potřebnou paralaxu pro generování pohledů pravého a levého oka a 3D vnímání, podobně jako když jsou statické snímky generovány posunem jedné kamery.

V klasickém experimentu s Pulfrichovým efektem si subjekt prohlíží kyvadlo houpající se v rovině kolmé na linii pozorovatele. Když je před neutrální oko (např. Před pravým okem) umístěn filtr s neutrální hustotou (ztmavená čočka - obvykle šedá), kyvadlo vypadá, že zaujímá eliptickou oběžnou dráhu. doleva, takže pokud by se na ni teoreticky mělo dívat shora, zdálo by se, že se točí proti směru hodinových ručiček. Naopak, pokud je levé oko zakryto, kyvadlo by se zdálo, že se otáčí ve směru hodinových ručiček shora, vypadá blíže, když se houpá doleva a dále, jak se houpá doprava.

Podobného efektu lze dosáhnout použitím statické kamery a nepřetržitého otáčení jinak nehybného objektu. Pokud se pohyb zastaví, oko dívající se přes tmavý objektiv (což může být kterékoli oko v závislosti na směru, kterým se fotoaparát pohybuje) „dohoní“ a efekt zmizí. Jednou z výhod tohoto systému je, že lidé, kteří brýle nenosí, uvidí naprosto normální obraz.

Vysvětlení

Široce přijímané vysvětlení zdánlivé hloubky spočívá v tom, že snížení osvětlení sítnice (ve vztahu k druhému oku) vede k odpovídajícímu zpoždění přenosu signálu a dává okamžité prostorové rozdíly v pohybujících se objektech. Zdá se, že k tomu dochází, protože latence vizuálního systému jsou obecně kratší (tj. Vizuální systém reaguje rychleji) u jasných cílů ve srovnání se slabými cíli. Tento pohyb s hloubkou je řešením vizuálního systému pohybujícího se cíle, když mezi oběma očima existuje rozdíl v osvětlení sítnice, a tedy rozdíl v latenci signálu.

Pulfrichův efekt byl typicky měřen za podmínek plného pole s tmavými cíli na světlém pozadí a poskytuje asi 15 ms zpoždění při rozdílu průměrné sítnicové intenzity o faktor deset. Tato zpoždění se monotónně zvyšují se sníženou svítivostí v širokém rozsahu (> 6 logických jednotek) jasu. Efekt je také viditelný u jasných cílů na černém pozadí a vykazuje stejný vztah jasu k latenci.

Použití ve stereoskopii

Pulfrichův efekt byl využit k umožnění typu stereoskopie nebo 3D vizuálního efektu ve vizuálních médiích, jako je film a televize. Stejně jako v jiných druzích stereoskopie se brýle používají k vytvoření iluze trojrozměrného obrazu. Umístěním neutrálního filtru (např. Ztmavené čočky z dvojice slunečních brýlí) na jedno oko se snímek, který se pohybuje zprava doleva (nebo zleva doprava, ale ne nahoru a dolů), bude jevit jako pohybující se do hloubky, a to buď směrem k divákovi nebo od něj.

Protože Pulfrichův efekt závisí na pohybu v určitém směru, aby vyvolal iluzi hloubky, není to užitečné jako obecná stereoskopická technika. Například jej nelze použít k zobrazení stacionárního objektu zjevně zasahujícího do nebo z obrazovky; podobně, objekty pohybující se svisle nebudou považovány za pohybující se do hloubky. Náhodný pohyb objektů vytvoří falešné artefakty a tyto vedlejší efekty budou považovány za umělou hloubku, která nesouvisí se skutečnou hloubkou ve scéně. Mnoho aplikací Pulfricha zahrnuje záměrné vyvolání právě tohoto druhu efektu, který dal této technice špatnou pověst. Když jediným pohybem je boční pohyb kamery, pak je účinek stejně skutečný jako jakákoli jiná forma stereoskopie, ale k tomu dochází jen zřídka, s výjimkou vysoce nepřirozených situací. Může však být účinný jako efekt novinky ve vykonstruovaných vizuálních scénářích. Jednou výhodou materiálu vyrobeného za účelem využití Pulfrichova jevu je, že je plně zpětně kompatibilní s „běžným“ sledováním; na rozdíl od stereoskopického (dvouobrazového) videa má 3D Pulfrichův efekt pouze jeden obraz a ve výsledku neprodukuje duchový efekt u těch, kteří nenosí brýle, ani barevné zkreslení technologií, jako je anaglyph. Pulfrichova efektu lze dosáhnout také nosením sluneční brýle přes jedno oko, a protože sluneční brýle jsou velmi běžné, snižuje se potřeba distribuce „speciálních“ 3D brýlí.

Efekt dosáhl malého stupně popularity v televizi na konci 80. a 90. let. V neděli 22. ledna 1989 se s tímto efektem vysílalo poločasové představení Super Bowl XXIII a speciálně vyrobená reklama pro dietní koks . V reklamě se objekty pohybující se jedním směrem zdály být blíže k divákovi (ve skutečnosti před televizní obrazovkou) a při pohybu opačným směrem se zdály být dále od diváka (za televizní obrazovkou). Coca-Cola USA na akci distribuovala čtyřicet milionů párů papírových 3D zobrazovacích „brýlí“ (i když byly původně vyrobeny a určeny pro 3D epizodu Moonlighting z května 1988, která nikdy nebyla dokončena kvůli stávce spisovatele). Filtr pravého oka byl šedavě fialový (připomínající barvu červeného vína), zatímco levý byl velmi světlý jantarový (připomínající barvu bílého vína). Tyto barvy se navzájem doplňovaly a vytvářely Pulfrichův efekt, aniž by docházelo ke zkreslení přirozených barev vysílání. Reklama byla v tomto případě omezena na objekty (například ledničky a skateboardisty ) pohybující se dolů po strmém kopci zleva doprava přes obrazovku, směrová závislost určená tím, které oko bylo zakryto tmavším filtrem. Reklama byla údajně vytvořena pomocí 3D technologie Nuoptix k vytvoření Pulfrichova efektu.

Příklady

Účinek byl také použit i v celém roce 1993 Doctor Who charita speciální rozměry v čase a ve snových sekvencích 1997 3. rock od slunce dvoudílné sezóně 2 finále Noční můra v Dick ulici . V mnoha zemích Evropy , v sérii krátkých 3D filmů, vyrobených v Nizozemsku , byly ukazovány v televizi. Brýle se prodávaly na síti čerpacích stanic . Tyto krátké filmy byly převážně cestopisy nizozemských lokalit. Power Rangers Lightspeed záchranného film s názvem Power Rangers ve 3D: Triple Force (později vysílán jako dvoudílný Trakeena pomsta ) prodávané na VHS přes McDonald údajně použité technologii „Circlescan 4D“, který je založen na efektu Pulfrichovým, ale jen velmi málo bylo 3D dárek. Ve Spojených státech a Kanadě, bylo šest milionů 3D Pulfrich brýle distribuovány pro diváky pro epizodu Discovery Channel ‚s Žraločí týden v roce 2000. animátorské že zaměstnané účinek Pulfrich v určitých segmentech svých programů zahrnují Yo Yogi! , The Bots Master a Space Strikers ; obvykle dosáhli efektu pomocí neustále se pohybujících vrstev pozadí a popředí.

Ve Francii „Le Magazine de la Santé“, dlouhotrvající televizní seriál populární medicíny, představil tento efekt v říjnu 2016 a zve své diváky „, aby poprvé viděli program ve 3D“.

Některé epizody italsko-německé televizní herní show „ Tutti Frutti “ tento efekt využily. Jedna z tanečnic se svlékla nahoře bez, zatímco ostatní kolem ní tancovaly proti směru hodinových ručiček, zatímco další dvě zadní vrstvy byly vytvořeny grafikou pohybující se různými rychlostmi. Není známo, jak byly brýle na pozorování distribuovány. Epizody jsou široce dostupné na internetu, ale jen málo z nich využívá Pulfrichův efekt. Tento přívěs ukazuje brýle, ale ne účinek.

Videohra Orb-3D pro Nintendo Entertainment System používá efekt (tím, že má loď hráče vždy v pohybu) a přišel nabitý brýle. Udělal to také Jim Power: The Lost Dimension ve 3D pro Super NES , který pomocí efektu neustále posouval pozadí. Také v první den vydání Super Mario 64 společnost Toys R US nabídla brýle, aby si mohla prohlédnout Super Mario 64. Existovaly pouze 2 2D kompatibilní technologie, které používají čiré čočky, ChromaDepth a Pulfrich. Vzhledem k tomu, že ChromaDepth způsobí, že Mario (červeno-modrá postava) bude vypadat divně, a většina chodících scén byla natočena s Mario v popředí mírně vlevo od středu, levá má kolmo k dlouhému obzoru a pravou linii pohledu až do obzoru se předpokládalo, že brýle Pulfrich jsou typem obsaženým v balíčku Toys R Us.

Reference

externí odkazy

  • EP0325019 - patent využívající Pulfrichův efekt